Ce travail a porté sur l'intégration de microcavités et cristaux photoniques sur silicium permettant de confiner la lumière dans des volumes restreints. Ainsi localisée, la lumière peut donner naissance à une force, dite de gradient, avec laquelle il est possible de piéger des objets nano et micrométriques lorsque qu'ils se trouvent à portée d'interaction avec le champ électromagnétique. Couplée à un dispositif opto-fluidique, cette approche nous a permis d'étudier l'interaction du champ localisé avec des objets biologiques individuels tels que des bactéries ou des virus (bactériophages) pour lesquels les faibles puissances mises en jeu, ainsi que le caractère sans contact des expériences, sont des atouts précieux.
​ Les expériences menées ont mis en évidence des signatures optiques distinctes selon la morphologie des micro-organismes et leur interaction avec le champ électromagnétique. La mesure du champ résonant dans les structures photoniques permet ainsi d'obtenir des informations sur la position de l'objet, ses propriétés optiques et sa dynamique propre. Nous avons alors pu démontrer qu'il était possible de piéger un objet aussi petit qu'un virus élémentaire. Nous avons également démontré qu'il était possible d'observer, en temps réel, la lyse d'une bactérie piégée, préalablement infectée par un bactériophage. Nous avons pu enfin modéliser l'action des forces en présence. Ces calculs amènent à s'interroger sur le lien entre les fluctuations fines du signal optique et les nano mouvements d'une bactérie, suggérant que le dispositif pourrait donner accès à une mesure de l'activité métabolique.
Ces travaux ouvrent des perspectives nouvelles dans le domaine des technologies pour la santé, en particulier face à l’enjeu de la croissance de la résistance bactérienne aux antimicrobiens. Ils pourraient permettre le diagnostic microbiologique rapide, notamment pour la réalisation d'antibiogrammes et de phagogrammes sur puce, grâce à la manipulation optique et à la caractérisation du vivant à l'échelle de l'organisme unique.
​​ ​

​​
L'accès à la salle 445 nécessite un laisser passer.
Contact : Emmanuel Picard​